Die gleichförmigsten Weiden sind auch die ärmsten - diese Hypothese, die im Gegensatz zu der steigenden Tendenz zu Monokulturen steht, wurde nun bestätigt - dank der sorgfältigen Arbeit eines breiten Netzes europäischer Forscher, die die Auswirkungen der Artenvielfalt und die Folgen ihrer Verkümmerung in allen Breitengraden und Klimaverhältnissen des Kontinents beobachtet, gemessen und verglichen haben.

Winzige Wiesen unter der Lupe
An diesem großangelegten Vorhaben, dessen Anfang November in der amerikanischen Wochenzeitschrift Science veröffentlichte Ergebnisse eine Weltpremiere darstellen, haben ungefähr fünfzig Forscher von 11 Universitäten acht europäischer Länder mitgewirkt. Ihr Studienobjekt waren 480 Parzellen von jeweils 4 m² Wiese, verstreut über zwei große diagonale Achsen des Kontinents, von Nordwesten bis Südosten (Irland, Vereinigtes Königreich, Deutschland, Schweiz, Griechenland) und von Nordosten bis Südwesten (Schweden, Portugal), so daß unterschiedliche Klimabedingungen und Breitengrade berücksichtigt werden konnten.

"Der Erfolg von Biodepth beruht zu einem Großteil auf der sehr weitreichenden Zusammenarbeit und dem Teamgeist der Partner, sowie auf den ausgesprochen vielfältigen Kenntnissen und technischen Kompetenzen, die sie eingebracht haben. Sie alle, erfahrene Professoren ebenso wie junge Forscher, haben entscheidend zu diesem europäischen Projekt beigetragen, das im übrigen zu einem umfassenden Austausch von Wissen und Verständnis - auf wissenschaftlicher und kultureller Ebene - geführt hat", betont Philip Heads, verantwortlich für die administrative Koordination des Projekts.

Drei Jahre lang (1996-1998) haben die Teams die Auswirkungen der Biodiversität - und ihres Fehlens - beobachtet, gemessen und analysiert. Eine Arbeit, die größte Sorgfalt erfordert. Jedes Stück Land wird zunächst sterilisiert - jede Pflanze muß entfernt werden, damit die Reinheit des Experiments gewährleistet ist. Anschließend wird jede Parzelle besät, entweder mit einer einzigen Art oder einer Kombination von mehreren. Die Mischung wird einheitlich verteilt, wobei darauf geachtet wird, daß die Saatdichte auf dem gesamten Boden gleich ist. An jeder Stelle werden lokale Pflanzen angebaut, deren Samen im Vorjahr geerntet wurden. Ihre Kombination wird systematisch nach zwei Kriterien für Biodiversität ausgewählt: die Anzahl der Arten, aber auch die Anzahl der funktionellen Gruppen, zu denen sie gehören - Hülsenfrüchte, Gräser oder Kräuter.(1)

Von der Keimung bis zur Zersetzung
Das CPB zum Beispiel untersuchte 66 Parzellen, die sehr unterschiedlich besät worden waren (manche von ihnen enthielten verschiedene Arten, andere waren Monokultur vorbehalten). Um Zufallsergebnisse auszuschließen, wurde jede Kombination zweimal wiederholt, mit Vergleichen gegenüber unbehandelten Testböden. An jeder Stelle wurde die gleiche Methode angewandt. Mit einer maximalen Biodiversität von 32 Arten in einer Parzelle haben die Forscher 200 verschiedene Artenkombinationen benutzt. Dieses wissenschaftliche Experiment - weltweit das bisher größte seiner Art - geht nach einem wirklich kontinentalen geografischen Ansatz vor, was sein besonderes Interesse erklärt.

Die Parzellen sind während der gesamten Versuchsdauer immer wieder gründlich gejätet worden: Nur die ursprünglich gesäten Arten durften bleiben. Der gesamte Prozeß, von der Keimung bis zur Zersetzung, wurde sorgfältig untersucht: Die Forscher haben die Produktivität gemessen, die reifen Pflanzen gewogen, Bodenproben entnommen, die Insekten (die, wie andere Tiere, von den Pflanzen abhängen, und umgekehrt) erfaßt und die Zersetzung der Pflanzen und verwelkten Blätter ebenso analysiert wie den Grad der Feuchtigkeit und Wasserretention im Boden.

Artenvielfalt = Produktivität
Was die Produktivität betrifft, sind die Versuche überzeugend. Nach den Schätzungen der Forscher sinkt sie jedesmal, wenn die Anzahl von Arten um die Hälfte reduziert wird, durchschnittlich um 80 Gramm pro Quadratmeter. Wenn eine der funktionellen Gruppen fehlt, gehen pro Quadratmeter 100 Gramm verloren. "Wir haben gezeigt, daß eine artenreichere Kultur ohne Düngerzusatz eine höhere Produktivität hat. Ganz zweifellos wird der Stickstoff von den Pflanzen besser aufgenommen. Es gibt also weniger Nitrat im Wasser, was sich wiederum positiv auf die menschliche Gesundheit auswirkt", kommentiert Professor Lawton.

Die Vorteile der Biodiversität gehen jedoch weit über den quantitativen Aspekt hinaus. Wenn sie verkümmert oder schwindet, hat das ganze Ökosystem darunter zu leiden. Widerstandsfähigkeit und Gesundheit der Pflanzen verschlechtern sich. Die Insekten werden weniger (Anzahl und Arten). Das Aufkommen wirbelloser Tiere veränder sich - und diese Veränderungen haben negative Folgen für die Chemie der Böden und die Wiederverwertung der mineralischen Elemente. Diese Auswirkungen haben die Forscher an allen Versuchsorten festgestellt, trotz der Unterschiede im Hinblick auf Klima, Bodentypen und Pflanzenarten.

Komplementaritäten
Das Projekt Biodepth hat auch einen Eindruck davon vermittelt, wie wichtig der Begriff komplementäre Nischen in Verbindung mit einer diversifizierten Kultur sein kann. Die Arten besetzen bestimmte Nischen und nutzen die Ressourcen auf unterschiedliche Weise. Manche Pflanzen holen sich ihre Nährstoffe ziemlich tief im Boden, andere bleiben näher an der Oberfläche. Zusammen nehmen sie also insgesamt mehr Nährstoffe - wie Stickstoff oder Phosphor - auf als einzeln in Monokultur. Diese einleuchtende Idee erklärt die Bedeutung der Artenvielfalt für die Nahrungskette und das Interesse dieses Konzepts für eventuelle Anwendungen in der Landwirtschaft. Die Komplementarität ist das indirekte Ergebnis des Artenwettbewerbs.

"Stellen Sie sich zwei Fußballmannschaften vor. Die erste - A - besteht aus elf Personen, die alle in der Lage sind, auf verschiedenen Posten zu spielen, während ihre Gegner - B - gewöhnlich immer auf dem gleichen Posten spielen. Wie wird das Spiel wohl verlaufen? Die Mannschaft A mit ihren vielfältigen Talenten, mit Sportlern, die verschiedene Taktiken beherrschen, wird gewinnen. Allerdings sind diese Komplementaritätsmechanismen beim Fußball einfacher nachzuweisen als bei Pflanzen", erklärt Asher Minns, zuständig für die wissenschaftliche Kommunikation des CPB.

Interaktionen
Es gibt jedoch neben dieser Komplementarität, die die erzielten quantitativen Ergebnisse erklärt, noch andere Hypothesen im Hinblick auf die günstigen Auswirkungen des Zusammenlebens verschiedener Pflanzenarten. Das Konzept der positiven Interaktionen beruht beispielsweise auf der Idee, daß eine Art eine andere, von ihr verschiedene nach sich ziehen und somit selbst ein Faktor der Biodiversität sein kann. In extremen Situationen - wie Trockenheit - kann eine Pflanze den Schatten spenden, der das Wachstum einer neuen Pflanze begünstigt. Außerdem sind noch andere Formen sehr spezifischer Interaktionen vorstellbar.

"Es kann aber durchaus sein, daß die positiven Auswirkungen, die im Projekt Biodepth nachgewiesen wurden, nur die Spitze des Eisbergs darstellen", meint Michel Loreau, Professor für Ökologie an der Université Pierre et Marie Curie (Paris VI), der für die Entwicklung der im Rahmen von Biodepth eingesetzten Theorien und mathematischen Modelle zuständig ist. "Wir wollen ähnliche Experimente fortsetzen und diesmal die Wirkung der Artenvielfalt in einer Umgebung untersuchen, die sich im Laufe der Zeit verändert. Indem wir sie verschiedenen Störungen - Trockenheit, Frost, Feuer, erhöhte Stickstoffzufuhr usw. - aussetzen, wollen wir beweisen, wie wichtig die Biodiversität unter diesen Bedingungen ist, und auch, welch bedeutsame Rolle sie beispielsweise bei Klima- oder Umweltveränderungen spielen könnte."

So werden die europäischen Forscher künstliche Heiß- und Kaltluft über die Parzellen blasen und ihr Wissen über komplementäre Nischen und Interaktionen zwischen Arten vertiefen, um den verschiedenen Aspekten der Artenvielfalt auf die Spur zu kommen. Ihre Arbeiten werden zweifellos bestätigen, daß die Artenvielfalt entscheidend zur Anpassungsfähigkeit der Biosphäre beiträgt.

(1) Im Gegensatz zu Gräsern oder Kräutern binden Hülsenfrüchte den Luftstickstoff.